Солнечный водонагреватель - устройство
СОЛНЕЧНЫЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛИ
TОО «ECOENERGY.KZ»
| Вакуумный солнечный водонагреватель с выносным баком (СВНУ активного типа, закрытый контур) | |
 СВНУ - Солнечная Водонагревающая Установка. Наиболее эффективные и распространенные установки. Не загружают вид строения и прекрасно вписываются в городские образы. Существует большое количество схем подключения. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходит для всех типов климата и единственная, рекомендованная для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации, система. В связи с использованием контроллеров, автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает комфортную заданную температуру. Т.к. теплоаккумулятор обычно устанавливается внутри помещения, то это дает дополнительное сохранение тепла в районах с очень холодным климатом. При отсутствии достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе. Характеристика системы: Солнечный коллектор с тепловыми трубами и выносным баком. Общая характеристика 1. Надежные, высокоэффективные вакуумные трубки с теплопроводящим стержнем. 2. Медные тепловые трубки гарантируют мгновенную передачу тепла. 3. Сменные модули, простота в установке. 4. Не требуют практически никакого обслуживания. 5. Антикоррозийный медный теплообменник. 6. Опора и коллектор выполнены из алюминия или нержавеющей стали 7. Работает с магистральным давлением. Рабочее давление 0.6 Мра 8. Преобразует солнечную энергию в тепловую на протяжении всего дня. Принцип действия солнечного коллектора прост: 1. Поглощение солнечного излучения. Солнечное излучение поглощается солнечными вакуумными трубками и преобразует его в тепло. 2. Передача тепла. Вакуумные трубки с теплопроводящим стержнем, передают тепло вверх, в трубку теплообменника. 3. Хранение солнечной энергии. Вода циркулирует по спирали теплообменника при помощи насоса. Каждый раз, когда вода проходит через теплообменник, её температура поднимается на 5 – 100С. В течение дня вода в баке-накопителе постепенно нагревается. Описание работы солнечного коллектора 1. Давление теплоносителя . Солнечный водонагреватель приспособлен для работы с давлением теплоносителя до 0.6 МРа. 2. Насосная станция Солнечный водонагреватель не имеет встроенного бака, и теплопровод солнечной установки на 20 труб может вместить только 510 мл воды. Чтобы заставить теплоноситель циркулировать по теплопроводу и обратно в бак-накопитель, нужен насос. Насосом, как правило, управляет контролер с двумя датчиками. Скорость потока, необходимая для работы большинства систем, не превышает 2л/мин, поэтому здесь достаточно насоса с малой мощностью. Более мощные насосы нужны только в случае объединения нескольких СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ в один контур, либо когда насос должен компенсировать напор теплоносителя. Перепад давления при малой скорости потока незначителен, всего 700 Ра при скорости 3.3 л/мин для теплопровода на 20 труб, поэтому это не является весомым критерием при выборе мощности насоса. 3. Эффективность. Преимущество солнечной трубы состоит в том, что её внутренняя труба надежно защищена от потерь тепла. Это означает, что тепло сразу же после поглощения отдается воде теплосборника и не уходит в окружающую среду. Такие теплоизоляционные свойства составляют ключевое различие между солнечными трубами и плоскими солнечными коллекторами. А поскольку эффективность передачи тепла тепловыми трубками очень высока, солнечный водонагреватель имеет высокую тепло-производительность круглый год. Применение солнечных систем • Горячее водоснабжение и отопление частных коттеджей и дач. Солнечные водонагреватели успешно используются для автономного горячего водоснабжения и частичного отопления частных загородных домов и дач. Для этой цели подходят как простые водонагреватели низкого давления, так и самые современные активные системы высокого давления подключаемые в основную систему отопления дома. • Горячее водоснабжение и отопление частных гостиниц, пансионатов и домов отдыха. Как показывает практика, частные гостиницы и туристические объекты являются одними из самых выгодных объектов для использования солнечного тепла. Ведь именно в летнее время, когда солнечного тепла больше всего наступает необходимость в большом потреблении горячей воды для обеспечения потребностей туристов приехавших на отдых. • Горячее водоснабжение и отопление промышленных объектов. Организация горячего водоснабжения и отопление любых промышленных объектов дело хлопотное и зачастую неоправданно дорогое за счет необходимости оформления массы разрешительных и проектных документов, а так же затрат связанных на проведение линий подачи энергоносителя(ТЕЦ, газ или электричество). За счет использования солнечной энергии расходы на организацию и ежемесячную оплату отопления можно сократить на 70%-80%, а в некоторых случаях и вовсе отказаться от дорогостоящих проектов по газификации объектов. • Горячее водоснабжение домов клубного типа и многоэтажных домов. Автономное энергообеспечение это одна из основных отличительных черт элитного жилья нового поколения. Тенденции современного жилищного строительства показывают особый интерес в обеспечению объектов автономными источниками энергии. Солнечная энергия не только позволяет поддерживать автономность энергообеспечения жилья, но и в перспективе 5 лет дает возможность серьезно сократить эксплуатационные затраты, которые составляют значительную часть коммунальных платежей. • Солнечные системы подогрева бассейнов. Этот популярный в Европе и США вариант использования солнечных водонагревателей придется по душе владельцам частных домов с бассейнами. Система легко встраивается в циркуляционный цикл очистки воды и дает возможность поддерживать приемлемую температуру в бассейне как летом так и в зимнее время. Следует учесть что эффективность системы зависит от площади солнечных коллекторов и объема бассейна, но в любом случае при использовании солнечного тепла вы ничего не платите за подогрев вашего бассейна в отличии от стандартных решений потребляющих большое количество электричества. | |
Принцип работы солнечного водонагревателя с выносным баком:  | 1.солнечные лучи, 2.вакуумный коллектор, 3.датчик температуры № 1, 4.бак сброса излишнего давления, 5.центр управления, 6.контроллер, 7.электронагреватель, 8.датчик температуры № 2, 9.запорный клапан, 10.входное отверстие (холодная вода), 11.выходное отверстие (горячая вода), 12.накопительный резервуар с двумя медными теплообменниками. 13.основная система отопления на основе газового, электрического или другого котла. |
| Вакуумные трубки | |
Вакуумная труба - основной элемент солнечной установки. Она состоит из двух боросиликатных трубок, устойчивых к химическим и термическим нагрузкам. Внешняя поверхность внутренней трубки покрыта поглощающим излучение селективным слоем. Эта покрытая трубка закрыта с одного конца, а другим концом прикреплена к внешней трубе. В пространстве между внутренней и внешней трубами создан вакуум для предотвращения потерь теплоты. Вакуумные тепловые трубы преобразуют солнечную энергию в тепловую, которая передается с высокой степенью поглощения и незначительными потерями тепловой трубе посредством алюминиевого оребрения. Тепловая труба обладает такими характеристиками, которые позволяют воспринимать низкотемпературное тепло. | |
Типы вакуумных трубок: | |
1. Вакуумная трубка типа Simple  Одна из самых распространенных и недорогих вакуумных трубок для СВНУ. Используется в системах с открытым контуром или с низким давлением.В системах, где теплоносителем является вода, рекомендовано применение при продолжительных температурах не ниже -25°С. На основе данной трубки изготавливаются некоторые другие модификации. Технические параметры: Длина трубок, мм 1500, 1800 Внешний диаметр трубок, мм 47, 58 Макс. давление, Мпа 0,6 Устойчивость к граду, мм до 25 Максимальная температура без повреждений трубки >250 °С Материал трубки боросиликатное стекло 3.3 Толщина стекла, мм 2 Срок эксплуатации, лет 15 2. Вакуумная трубка с теплопроводящим стержнем Heat Pipe  Разработана на основании трубки типа 1 для закрытых активных систем. Внутрь введена контактная пластина и теплопроводный стержень. Данная трубка устойчива к замораживанию и работоспособна без повреждений до -50°С. Внутри стержня находится небольшое количество антифриза при малом давлении, поэтому испарение жидкости начинается при достижении температуры внутри трубки +30°С. При меньшей температуре трубка "запирается" и дополнительно сохраняет тепло. | |
Строение вакуумной трубки с теплопроводящим стержнем: | |
  | |
Разделяют три основных типа солнечных установок с применением вакуумных труб. 1) Солнечный водонагреватель открытого контура, пассивного типа. «Дачник» Плюсы 1. Относительно низкая стоимость. 2. Независимость от наличия электрической энергии, используемой для работы циркуляционного насоса и контроллера. 3. Простота в обслуживании и эксплуатации 4. Быстрая окупаемость 5. Идеальный вариант для дачного участка, где требуется нагрев воды в летний период. Минусы 1. Меньшая производительность за счёт пассивной циркуляции жидкости. 2. Бак-накопитель имеет строгое размещение – выше коллектора и непосредственно примыкает к нему. 3. Ограничения по жёсткости и химическому составу растворённых в воде солей и др. веществ, т.к. последние могут вызывать коррозию коллектора. 4. Климатические ограничения (эффективны только в тёплых регионах). 5. Сезонные ограничения (эффективны только в тёплый сезон). 6. Повреждаются при понижении температур до -25 °С. 7. Остановка выработки тепла при поломке одной из труб. 2) Компактный солнечный водонагреватель активного типа, закрытого контура «Универсал» Плюсы 1. Большая тепло-производительность за счет активной циркуляции жидкости. Так как используются трубки с теплопроводящим стержнем “HEAT PIPE” 2. Нет зависимости от жесткости и химического состава растворенных в воде солей и др. веществ. 3. При использовании в качестве теплоносителя- антифриза не повреждаются при значительном снижении температуры в зимнее время года (-500). 4. Использование круглый год 5. Стабильная работа в регионах с резко-континентальным климатом 6. Поглощение солнечной энергии сквозь облака и туман. 7. Относительно невысокая стоимость 8. Стабильная работа даже при поломке одной или нескольких трубок. Минусы 1. Зависимость от наличия электрической энергии, используемой для работы циркуляционного насоса и контроллера. 2. Ограничения по объему бака. 3) Солнечный коллектор с выносным баком, активная система с одним или двумя закрытыми контурами. »Оптима» Плюсы 1. Большая производительность за счёт активной циркуляции жидкости. 2. Расположение бака не требует строгого размещения, поэтому системы легче модифицируются, чем пассивные и активные компакты. 3. Нет зависимости от жёсткости и химического состава растворённых в воде солей и др. веществ. 4. При использовании в качестве теплоносителя- антифриза не повреждаются при значительном снижении температуры в зимнее время года (-500). 5. Использование круглый год 6. Стабильная работа в регионах с резко-континентальным климатом 7. Единственная система, используемая для отопления помещений 8. Не требует практически никакого обслуживания. 9. Работа системы полностью автоматизирована. 10. При продолжительности дождливой погоды в течении нескольких дней, автоматически включается электронагреватель встроенный в бак-накопитель. 11. Нет ограничений по объему бака-накопителя, так как он устанавливается отдельно от солнечной системы. 12. Легко встраивается в существующие системы отопления и ГВС. 13. Прекрасно вписывается в дизайн городских построек. Не загружает строение. Минусы 1. Большая стоимость и затраты при покупке и установке. 2. Зависимость от наличия электрической энергии, используемой для работы циркуляционного насоса и контроллера. Общие итоги использования солнечных водогрейных установок: 1. Получение альтернативного источника неограниченной, экологически чистой бесплатной энергии. 2. Обеспечение потребностей в горячей воде для бытовых нужд (даже в местах отсутствия магистрального водопровода). 3. Полное или частичное обеспечение потребностей отопления (осенне-весенний период – до 80 %) (зимний – до 50 %). 4. Снижение уровня потребления традиционных энергоресурсов, следовательно, и финансовых затрат. Каждый может выбрать водонагреватель(коллектор) в зависимости от потребностей и назначения солнечной установки. | |
Другие статьи
Моделирование солнечных систем в специализированной программе Polysun (TM)Для каждого клиента бесплатное моделирование солнечной энергии в профессиональной программе Polysun с наглядным отображением будущей экономии и подсчетом получаемого тепла/электричества от солнцаПолная версия статьи
Эффективность солнечного коллектора на практикеМаксимальный КПД солнечного коллектора. Влияние скорости потока теплоносителя на производительность солнечного коллектора. Способ соединения солнечных коллекторов и тип абсорбера.Полная версия статьи